zahájení

zahájení je první krok a tedy příprava překladu, transkripce a replikace. Společně tyto fáze v podstatě vedou k genové expresi. Zahájení také hraje roli v patofyziologii ve vztahu k nemocem, jako je rakovina.

Co je to zasvěcení?

Během translace vede kopírovaná genetická informace k syntéze proteinů v buňkách živých organismů. Naopak transkripce je syntéza RNA s použitím DNA jako templátu, ze kterého je RNA vytvořena.

Stejně jako překlad, transkripce je nezbytnou součástí genové exprese. V genetice je replikací výroba kopií DNA. Každý z uvedených procesů sestává z několika fází. První fáze replikace a translace a transkripce je iniciace. Iniciace je počáteční proces pro všechny složky genové exprese. Zpravidla předchází iniciaci vytvoření tzv. Komplexu před zahájením.

Zahájení transkripce, translace a replikace se liší povahou a účelem jejich sekvence. Fáze iniciace se navíc liší podle formy života, a proto se liší v eukaryotech než v prokaryotech.

Funkce a úkol

Před zahájením translace se vytvoří komplex před zahájením. Tento komplex se skládá z tzv. 40S podjednotky ribozomu a iniciátoru tRNAMet. Zahrnuje také GTP a iniciační faktory. Kombinace těchto prvků rozpoznává zralou mRNA na 5 'konci, může je vázat a zkoumat je v následném kroku analýzy ze směru 5' → 3 '.

Tyto procesy probíhají, dokud komplex, který má být zkoumán, nerozpozná tzv. Start kodon nebo AUG. Po rozpoznání tohoto kodonu se k němu váže ribozomální podjednotka 60S, což způsobuje rozpuštění iniciačních faktorů. Teprve poté může dojít k překladu mRNA ve smyslu překladu.

Genový expresní krok transkripce ve všech eukaryotech závisí také na pre-iniciačním komplexu, který sestává z různých transkripčních faktorů. Do komplexu jsou zapojeny faktory jako TFIIA, TFIID, TFIIB a TFIIF.

Templát DNA je veden do katalytického centra RNA polymerázy, aby se usnadnila tvorba první fosfodiesterové vazby. Skutečná transkripce je zahájena pouze prostřednictvím tohoto dílčího kroku. V iniciační fázi replikace se replikace DNA opět spustí přerušením dvojité šroubovice DNA. K tomuto rozpadu dochází v určitém bodě DNA a je realizováno pomocí helikázy.

Po označení primázou se na zlomené DNA nachází polymeráza a hromadí se. Na začátku replikace je helikální DNA v buňce přítomna v neuspořádaném, kruhovém nebo lineárním uspořádání a je také zkroucena. Aby mohla být eukaryotická DNA replikována, musí být nejprve rozmotána, což má za následek rostoucí kroucení dvojitých řetězců DNA. Během iniciace replikace se také odštěpí řetězce DNA.

Pro zahájení fáze replikace je vyžadován tzv. Počátek replikace, na kterém závisí počáteční bod. Při tomto původu je vodíková vazba mezi bázemi jednotlivých vláken přerušena během iniciace. Po otevření pramenů nastává aktivace. Část RNA, také nazývaná primer, je připojena k volným jednotlivým řetězcům pomocí RNA polymerázové primasy.

Tento komplex odpovídá primozomu a je používán DNA polymerázou jako "pomocná látka při startu". Když DNA polymeráza začne syntetizovat druhý řetězec DNA, propracuje se až do ukončení. Každá regulace replikace tedy probíhá v počáteční fázi.

Nemoci a nemoci

V patofyziologii hraje termín iniciace zejména ve spojení s rakovinnými buňkami. Zahájení maligních procesů je způsobeno především vystavením škodlivým a mutanogenním vlivům. Mezi genetické mechanismy karcinogeneze patří bodová mutace, amplifikace, delece a přeskupení chromozomů.

V této souvislosti je bodová mutace variantou genové mutace, ve které dochází k výměně, přidání nebo nahrazení specifického nukleotidu v DNA. Bodové mutace proto mohou být substituce, přechody a transverze, inzerce nebo delece. Bodová mutace vede ke změnám v genovém produktu při syntéze proteinů.

Během amplifikace probíhá buněčný proces nebo molekulárně genetický proces pro replikaci nukleové kyseliny, což vede k karcinogenezi v případě rakoviny. Delece zase odpovídají ztrátě sekcí DNA, které mohou odpovídat ztrátě jednotlivých bází nebo větších sekvencí bází ve smyslu celých chromozomálních řezů. Pokud jsou ovlivněny pouze jednotlivé báze, k odstranění obvykle dochází jako součást bodové mutace. Pokud je změněn celý chromozom, je označován jako aberace chromozomů.

S ohledem na karcinogenezi jsou uvedené procesy zkoumány výzkumem z hlediska jejich úlohy při iniciaci maligních buněk. Cílem tohoto výzkumného úsilí je vývoj různých opatření pro prevenci rakoviny. V souvislosti s karcinogenezí představuje zahájení první krok a shrnuje mutaci, kterou buňka prochází karcinogenem. Teoreticky může být tato mutace odstraněna opravou DNA nebo vypnuta apoptózou (buněčná smrt).

Avšak zejména u starších pacientů nejsou opravné mechanismy DNA dostatečně silné, aby eliminovaly mutaci. Karcinogenní mutace je tedy nevratná. Taková mutace vždy ovlivňuje gen v karcinogenezi, který řídí buněčný cyklus a buněčné dělení. Karcinogeny jsou genotoxické látky, které způsobují maligní iniciaci a nutně způsobují mutaci.